Công nghệ sản xuất thông minh là công nghệ sản xuất mô hình tương lai, kết nối tất cả công đoạn sản xuất bằng công nghệ số, ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giải quyết các vấn đề tại công xưởng, đối ứng nhanh với yêu cầu mới từ thị trường.

Công nghệ sản xuất thông minh đang là xu hướng phát triển tất yếu của Thế giới

Nhà máy thông minh và công nghiệp 4.0 đang mở ra một kỷ nguyên mới với một loạt các công nghệ sản xuất giữa các yếu tố vật lý và kỹ thuật số, với những đột phá về trí tuệ nhân tạo (AI), robot, Internet of Things (IoT), đo lường và in 3D. Báo cáo mới từ Viện chuyển đổi kỹ thuật số của Capgemini, các nhà máy thông minh có thể đóng góp tới 500 tỷ đôla Mỹ giá trị gia tăng cho nền kinh tế toàn cầu trong 5 năm tới. Đồng thời, công nghệ sản xuất thông minh mang lại lợi thế cạnh tranh đáng kể cho các nhà doanh nghiệp, như tăng sản lượng, chất lượng và tăng tính đồng bộ.

Mục tiêu chính của công nghiệp 4.0 là thúc đẩy quá trình sản xuất nhanh hơn, hiệu quả hơn và tập trung vào khách hàng, đồng thời thúc đẩy quá trình tự động và tối ưu hóa bằng công nghệ sản xuất thông minh để khám phá các cơ hội và các mô hình kinh doanh mới.

Bằng cách áp dụng công nghệ sản xuất thông minh hiện đại vào sản xuất, thực chất đạt được mục tiêu công nghệ 4.0. Về mặt công nghệ kinh doanh, nó vượt xa các giao dịch kinh doanh như các khoản phải trả hoặc phải thu. Nó lớn hớn các giao dịch kinh doanh như các khoản phải trả hoặc phải thu. Nó lớn hơn thế, nó vượt xa các ứng dụng và phần mềm. Không còn những ngày phải mua bộ điều hợp và các tầng lớp của công nghệ kinh doanh khác nhau để duy trì và quản lý. Và với sự ra đời của điện toán đám mây, có một hệ thống cho phép bạn làm nhiều hơn là chỉ thay thế các chức năng hiện có. Bạn có thể biến đổi cách bạn sản xuất, kinh doanh và tìm ra cách đánh bại đối thủ cạnh tranh.

6 lợi ích của công nghệ sản xuất thông minh trong các nhà máy

Loại bỏ lãng phí hiệu quả hơn

Tự động hóa là một cách để loại bỏ lãng phí. Việc thiết lập và lập trình thiết bị đúng cách sẽ giúp tạo ra dung sai nhỏ, nhờ đó loại bỏ việc phải làm lại sản phẩm cũng như giảm thiểu lượng phế liệu được tạo ra. Ngay cả những công nhân vận hành có tay nghề cao nhất cũng không thể đạt được hiệu quả của tự động hóa trên bất kỳ quy trình thông thường nào.

Các máy tự động được thiết kế để thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc do đó không cần phải di chuyển vật liệu sau mỗi giai đoạn sản xuất, các sản phẩm hoàn chỉnh có thể gửi trực tiếp đến nơi lưu trữ mà không cần sự can thiệp của con người.

Công nghệ kết nối IoT

Kết nối thiết bị, máy móc trong nhà máy với hệ thống quản lý sẽ giúp tiết kiệm thời gian cho việc báo cáo tình trạng sản xuất. IoT (mạng lưới vạn vật kết nối) sẽ cho phép con người tập trung hơn vào công việc sản xuất nhờ loại bỏ việc báo cáo các hoạt động không cần thiết. Ngoài ra, IoT kết hợp trong công nghệ sản xuất thông minh sẽ giúp tối ưu hóa quy trình, quản lý thông tin dữ liệu của hoạt động sản xuất, kinh donh dễ dàng và bảo mật thông tin hơn.

Kiểm soát chi phí

Tự động hóa giúp thực hiện các công việc tương tự với ít nhân công và ít máy móc thiết bị hơn. Một cách dễ dàng để tăng tự động hóa trong công nghệ sản xuất thông minh đó là thông qua robot và các máy móc tự động khác được thiết kế để hoạt động phối hợp cùng với con người. Hơn nữa, chi phí đầu tư cho robot vừa thấp mà mang lại hiệu quả nhanh.

Đảm bảo an toàn cho công nhân

Thực hiện tự động hóa trong công nghệ sản xuất thông minh sẽ đảm bảo an toàn hơn cho người lao động vì con người không cần hoặc rất ít phải tác động trực tiếp trong sản xuất. Hệ thống sẽ tự động nhập, lưu trữ, xử lý và truy xuất dữ liệu tự động và cần rất ít sự can thiệp trực tiếp của con người.Theo thống kê của Cục thống kê Lao động Mỹ báo cáo năm 2015 cho thấy, áp dụng tự động hóa trong công nghệ sản xuất thông minh giúp giảm các tai nạn lao động khoảng 2,9 triệu vụ chấn thương, tương đương 3 vụ tai nạn trên 100 nhân viên làm việc.

Tối ưu hóa năng suất sản xuất

Việc nhân viên lao động nghỉ việc có tác động lớn đến năng suất lao động. Nhưng với tự động hóa việc nhân viên vắng mặt tạm thời hoặc nghỉ trong thời gian dài vẫn có thể đảm bảo quy trình làm việc, hoạt động sản xuất ổn định. Do vậy, hoạt động sản xuất sẽ ít phụ thuộc hơn vào người lao động, giúp tối đa hóa năng suất sản xuất.

Cải thiện độ chính xác và hợp lý hóa quy trình sản xuất

Công nghệ sản xuất thông minh giúp doanh nghiệp sản xuất theo quy trình, tăng độ chính xác, dễ dàng kiểm soát dữ liệu dựa trên hệ thống máy móc điều khiển. Thực hiện các nguyên tắc sản xuất tinh gọn kết hợp với các thiết bị sản xuất tự động để quá trình sản xuất hiệu quả, năng suất cao hơn.

Công nghệ 4.0 là công nghệ sản xuất thông minh của ngày mai: con người, máy móc và bản thân sản phẩm tham gia lực lượng trong một mạng thông minh và độc lập nhờ vào ngành công nghiệp 4.0 là phát triển một ngôn ngữ chung làm cơ sở cho việc sử dụng linh hoạt các hệ thống sản xuất- giảm kích thước hàng loạt.

Công nghệ của hai mươi năm nữa sẽ phát triển nhanh và tân tiến hơn bạn có thể tưởng tượng.

Hai thập kỉ không phải một khoảng thời gian quá dài, tuy nhiên, với tốc độ phát triển chóng mặt của công nghệ, hai thập kỉ là đủ để tạo ra những bước tiến nhảy vọt.

1.Trợ lí “ảo” cá nhân – Trí thông minh nhân tạo

Trí thông minh nhân tạo luôn là một trong những lĩnh vực công nghệ nhận được nhiều sự quan tâm từ phía các nhà khoa học. Mở đầu kỉ nguyên nghiên cứu “trợ lí” ảo cho người dùng có lẽ phải kể đến chiếc ghim giấy quen thuộc với người dùng bộ Microsoft Office mang tên Clippy ra đời năm 1991. Đến nay, công nghệ đã phát triển đến mức có thể cho ra đời những “trợ lí” hoàn thiện hơn như Siri của Apple, một phần mềm có khả năng phản hồi ngôn ngữ người dùng và truy cập Internet tự động. Thế nhưng, trong vòng 2 thập kỉ tới, Siri của ngày hôm nay cũng chỉ là những bước phát triển sơ khai trong cuộc cách mạng công nghệ lĩnh vực này.

Cụ thể, những “trợ lí” ảo tương lai sẽ có thể phản hồi một cách hoàn hảo ngôn ngữ tự nhiên của con người, bao gồm cả tiếng lóng hay các ẩn ý của người nói. Người dùng sẽ có thể trò chuyện với chúng. Những “trợ lí” ảo này sẽ thu thập thông tin về người dùng, từ hành vi, xu hướng, sở thích đến cách thức mỗi người xử lý các trường hợp nhất định trong cuộc sống. Ở mức phát triển cao hơn, “trợ lí” ảo sẽ có khả năng trả lời email, đặt lịch hẹn… cho chúng ta. Có thể nói chúng sẽ là một bản sao số của mỗi cá nhân. Dẫu vậy, đến thời điểm đó, một vấn đề cấp thiết cần nhắc tới đó là chúng ta nên đặt bao nhiều quyền tự quyết cho những sản phẩm thông minh nhân tạo này?

2.Máy tính hiện diện… vô hình khắp mọi nơi

Một thế hệ máy tính mới đang đến. Những chiếc máy tính trong tương lai sẽ trở nên nhỏ bé hơn. Chúng ta sẽ sống trong một thế giới nơi các thiết bị xử lý thông tin sẽ được lắp đặt khắp nơi tuy nhiên việc nhận ra sự có mặt của chúng là không thể. Máy tính sẽ được tích hợp trong quần áo, phụ kiện thời trang hoặc thậm chí cả trong… kính áp tròng của bạn. Máy tính khi ấy sẽ được điều khiển thông qua xúc giác hoặc ngôn ngữ tự nhiên người dùng.

3.Mô phỏng thành công não bộ động vật

Trên con đường chinh phục thử thách mô phỏng được suy nghĩ con người, trong vòng hai thập kỉ tới, chúng ta sẽ hoàn toàn có thể mô phỏng thành công suy nghĩ của một số loài động vật đơn giản hơn. Thậm chí, ngay ở thời điểm hiện tại, dự án OpenWorm với sự tham gia của nhiều nhà khoa học thuộc các nước tiên tiến trên thế giới đã đạt được những thành tựu khả quan trong việc “số hóa” não bộ của loài giun tròn.

Trong vòng hai thập kỉ tới, chúng ta nhiều khả năng có thể mô phỏng não bộ của các loài vật khác như kiến hay ong hoặc thậm chí là các loài động vật có vú đơn giản như chuột.

4.Công nghệ khí hậu (GeoEngineering) quy mô lớn đầu tiên được phê chuẩn

Những ảnh hưởng tiêu cực của việc khí hậu biến đổi là điều chúng ta không thể ngó lơ thêm được nữa và công nhệ GeoEngineering có thể sẽ là cứu cánh hữu hiệu để xử lý vấn đề này.

Hiện nay, đã có một dự án của 25 nhà khoa học giúp chặn đứng sự lan tràn của khí thải carbon bằng phương pháp “làm trắng các đám mây” – bổ sung thêm lượng phân tử nước biển vào mây tầng tích. Dự án này đã bắt đầu, tuy nhiên, để có thể phát triển thành công và ứng dụng đại trà, nó cần một sự hỗ trợ lớn từ phía cộng đồng quốc tế.

Một vài công nghệ khí hậu nữa cũng mang nhiều triển vọng trong tương lai phải kể đến cây nhân tạo, nâng cao tính kiềm của đại dương, cải thiện môi trường và khí hậu…

5.Kết nối Internet giữa các hành tinh

Nghe thì có vẻ khó tin, thế nhưng, vào đầu những năm 2030, một người ở Trái Đất hoàn toàn có thể liên lạc dễ dàng với một người ở Sao Hỏa. Trong khi các dự án chinh phục hành tinh đỏ này càng ngày càng được đẩy mạnh, việc lắp đặt một hệ thống liên lạc tại đây là điều cần thiết và chắc chắn sẽ được tiến hành trong tương lai gần.

6.Biện pháp chống lão hóa thực sự đầu tiên

Có rất nhiều các sản phẩm trên thị trường hiện nay được gắn mác “chống lão hóa”, tuy nhiên, nhiều nhà khoa học đều khẳng định hầu hết chúng đều không có một hiệu quả thực sự nào trong việc ngăn chặn hoặc thậm chí là làm chậm lại quá trình này.

Viễn cảnh sẽ thay đổi vào những năm 2030 mặc dù ở thời điểm này không ai có thể khẳng định được những liệu pháp chống lão hóa khi đó sẽ xuất hiện dưới dạng nào. Chúng có thể là một số điều chỉnh về gene, phần nào tương tự với những nỗ lực đã thành công trong việc kéo dài tuổi thọ của giun tròn lên gấp rưỡi của nhà khoa học Cynthia Kenyon.

7.Người máy chiến đấu

Một viễn cảnh đáng sợ và tưởng chừng như chỉ có trong phim viễn tưởng có thể sẽ trở thành hiện thực trong tương lai gần. Thậm chí, ngay tại thời điểm hiện tại chúng ta đã có thể thấy được một vài ví dụ nền móng cho một thế hệ người máy chiến đấu tân tiến trong vòng vài chục năm nữa. Đó là hệ thống Aegis Combat được tìm thấy trên các tàu hải quân với chế độ kích hoạt tự động sử dụng radar tìm kiếm và điều chỉnh vũ khí tiêu diệt mục tiêu. Đó là robot điều khiển từ xa do Samsung phát triển mang tên Techwin đang được triển khai tại Hàn Quốc hay hệ thống bắn tỉa có thể dễ dàng điều khiển mang tên REDOWL của Hoa Kỳ.

Mặc cho nhiều lời kêu gọi dừng việc phát triển các cỗ máy hủy diệt, các quốc gia vẫn đang cố gắng chạy đua công nghệ trong lĩnh vực quân sự.

8.Các sản phẩm công nghệ sinh học tân tiến

Chúng ta đang sống trong một cuộc cách mạng công nghệ sinh học và lợi ích của chúng đang dần dần được hé lộ. Theo đó, các loại thuốc được sản xuất phù hợp với cơ địa của từng cá nhân sẽ xuất hiện để nâng cao hiệu quả chữa trị. Các nhà sinh học cũng đang tràn đầy hy vọng có thể sản xuất ra các tế bào thực từ một mẫu tế bào nhất định, từ đó, loài người có thể bắt đầu… sản xuất ra các bộ phận của cơ thể, ví dụ như tim, giải quyết hiệu quả sự thiếu hụt người hiến tặng.

9.Mỗi gia đình sẽ là một nhà sản xuất

Trong tương lai không xa, máy in 3D sẽ trở nên phổ biến rộng rãi và trở thành một thiết bị thiết yếu của mọi gia đình. Từ đây, mỗi gia đình sẽ có khả năng tự cung tự cấp các vật dụng phù hợp với nhu cầu của mình. Thực tế này có thể sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức sản xuất truyền thống như chúng ta thấy hiện nay, thay vì trả tiền để mua các món đồ thực, chúng ta sẽ trả tiền để mua về các “tệp tin mang thông tin vật thể” và tự mình in ra.

10.Đại dương sẽ làm thỏa cơn khát của nhân loại

Ngành công nghiệp khử muối sẽ bắt đầu xuất hiện vào những năm 2030. Theo đó, tận dụng những sự cải tiến trong tận dụng năng lượng mặt trời, chúng ta sẽ có thể xây dựng các khu công nghiệp năng lượng mặt trời quy mô lớn với khả năng sử dụng lượng nhiệt dư thừa để tách muối ra khỏi nước biển. Với dự đoán tình trạng thiếu nước ngọt toàn cầu sẽ bắt đầu trở nên trầm trọng thêm vào cuối những năm 2020, công nghệ biến nước biển thành nước ngọt này sẽ là tin mừng cho vấn đề mang tính tầm cỡ quốc tế này.

Khi sự sống của hành tinh xanh đang ngày càng bị đe dọa bởi những cột khói công nghiệp cao ngút trời, các thành phố đắm chìm trong khói bụi ô nhiễm thì những giải pháp “xanh” như xây dựng những ngôi nhà tường cây lại là lời giải cho bài toán ô nhiễm tại Việt Nam cũng như toàn thế giới.

Tòa nhà Pasona.

Tường cây tạo ra một không gian trong lành, thoáng mát.

Những bức tường cây xanh này có thể giảm thiểu đến 84% lượng khí thải độc hại trong nhà chỉ sau 24 giờ.

Tòa nhà Edificio Santalaia.

Các nhà khoa học Đại học Columbia ở New York (Mỹ) tuyên bố đã chế tạo một hệ thống có thể đọc suy nghĩ của con người và chuyển thông tin thành lời nói.

Theo một công trình nghiên cứu đăng trên tạp chí Báo cáo Khoa học xuất bản ngày 29/1, các nhà nghiên cứu tại Viện Hành vi Não bộ Mortimer B. Zuckerman thuộc Đại học Columbia có khả năng đào tạo một trí tuệ nhân tạo để dịch suy nghĩ trong não thành các câu hoàn chỉnh dựa trên việc theo dõi hoạt động não bộ của chủ thể.

Tác giả của nghiên cứu cho biết ứng dụng này sẽ thích hợp phục vụ cho các bệnh nhân bị vấn đề về ngôn ngữ. “Chúng tôi chứng minh được với kỹ thuật thích hợp, suy nghĩ của những bệnh nhân này có thể được giải mã và được người khác lắng nghe”, Tiến sĩ Nima Mesgarani – tác giả nghiên cứu giải thích.

Thuật toán này có thể dịch suy nghĩ trong não thành các câu hoàn chỉnh. (Ảnh minh họa – Reuters).

Sau khi những nỗ lực ban đầu thất bại, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một thuật toán máy tính có thể tổng hợp lời nói, với tên gọi là Vocoder.

“Đây là loại kỹ thuật từng được Echo của Amazon và Siri của Apple sử dụng để có câu trả lời hồi đáp trước những câu hỏi của con người”, Tiến sĩ Mesgarani tiết lộ.

Thuật toán Vocoder được nâng cấp để dịch hoạt động não bộ từ sự trợ giúp của Tiến sĩ Ashesh Dinesh Mehta – một bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Viện Khoa học Thần kinh Northwell ở Long Island.

“Làm việc với bác sĩ Mehta, chúng tôi đã yêu cầu các bệnh nhân mắc chứng động kinh từng trải qua phẫu thuật não lắng nghe câu nói của những người khác nhau, trong khi đó chúng tôi đo hoạt động não bộ của họ. Thuật toán Vocoder sẽ làm quen với sự chuyển biến trong não bộ”, Tiến sĩ Mesgarani nhận xét.

Sau quá trình làm quen, giai đoạn tiếp theo bắt đầu. Các bệnh nhân nghe một người đọc các số từ 0 đến 9 trong khi thuật toán quét hoạt động của não và cố gắng dịch nó ra thành âm thanh. Kết quả là khi có một giọng đọc robot phát ra, người ngoài nghe có thể hiểu và lặp lại với độ chính xác lên tới 75%.

Mặc dù con số khá khiêm tốn song Tiến sĩ Mesgarani cho biết kết quả như vậy là vượt trên mức những lần trước.

“Đây sẽ là yếu tố thay đổi cuộc chơi. Nó sẽ cho những người bị mất khả năng nói do chấn thương hay bệnh tật một cơ hội mới để kết nối với thế giới xung quanh”, Tiến sĩ Mesgarani bày tỏ.

AI có thể phân tích triệu chứng chẩn đoán chính xác 87% ca bệnh, 93% trường hợp hết bệnh, tỷ lệ này với bác sĩ là 86% và 91%.

Kết quả nghiên cứu này mới đây được công bố trên Lancet Digital Health về sử dụng kỹ thuật học sâu (deep learning) trong chẩn đoán bệnh. Kỹ thuật này dùng các thuật toán, sức mạnh tính toán mô phỏng trí tuệ con người, từ đó cho phép máy tính quan sát, phân tích hàng nghìn dữ liệu hình ảnh để đưa ra chẩn đoán cho từng cá nhân.

Các bệnh viện trên khắp thế giới đang ứng dụng AI trong chăm sóc sức khỏe.

“AI có thể phát hiện các bệnh, từ ung thư đến bệnh về mắt, tuy nhiên khả năng chẩn đoán bệnh của AI về cơ bản không vượt quá khả năng con người”, giáo sư Alastair Denniston, Đại học Bệnh viện Birmingham NHS Foundation Trust dẫn đầu nghiên cứu, nói.

Thị trường toàn cầu về ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong chăm sóc sức khỏe đang tăng mạnh, dự kiến tăng từ 1,3 tỷ USD (năm 2019) lên 10 tỷ USD (năm 2024), theo ước tính của ngân hàng đầu tư Morgan Stanley.

Các bệnh viện trên khắp thế giới đang ứng dụng AI trong chăm sóc sức khỏe, trong đó có Bệnh viện Mắt Moorfields, London. Một thuật toán viết bởi Trung tâm nghiên cứu DeepMind do Google sở hữu có thể giúp bác sĩ đưa ra chẩn đoán chi tiết chỉ trong khoảng 30 giây bằng cách sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp quang học (OCT).

AI còn có thể xác định chính xác một số rối loạn di truyền hiếm gặp bằng cách phân tích ảnh chụp khuôn mặt bệnh nhân.

Một ứng dụng tên DeepGestalt trong ba cuộc thử nghiệm đã thể hiện khả năng vượt trội hơn các bác sĩ lâm sàng khi phát hiện hàng loạt triệu chứng bệnh.